Efecto Doppler
Considere un observador que escucha el sonido de una fuente sonora. Supongamos que la fuente sonora genera un sonido continuo de frecuencia
fo. Si la separación de la fuente y el observador varía en función del tiempo, entonces la frecuencia que escucha el observador no será
fo. Este fenómeno se conoce con el nombre de
Efecto Doppler.
Si no te quedo claro lo que es el Efecto Doppler, la forma más fácil de poder entenderlo es mediante un ejemplo. El más utilizado, es :
Una persona esta en la calle y escúchala sirena de una ambulancia,
si la ambulancia esta detenida las ondas emitida por la sirena van a ser constantes, es decir no va a variar (en este caso la fuente esta sin movimiento); cuando la ambulancia empiece a moverse hacia el oyente las ondas van a ir aumentando su rapidez, haciendo que el oyente escuche el sonido más agudamente a medida que se acerca la sirena de la ambulancia (en este caso la fuente se está acercando al oyente u observador); y cuando la ambulancia se empieza a alejar las ondas van a ir disminuyendo su rapidez, haciendo que el sonido se escuche gravemente y cada vez menos (en este caso la fuente se está alejando del oyente). Cuanto mayor es la velocidad de la ambulancia mayor es mayor el cambio de frecuencia.
Y Cuando un avión supera la velocidad del sonido los frentes de ondas se comprimen formando una onda de choque que escuchamos como estallido sónico.
Una causa conocida en la cual podemos nombrar el efecto Doppler es la del
desplazamiento hacia el rojo, que desplaza la longitud de onda de la luz emitida por los objetos celestes hacia el rojo (mayor longitud de onda) cuando los objetos se alejan de la Tierra. Objetos distantes como las galaxias se apartan de la Tierra a causa de la expansión del Universo. Por la cantidad de desplazamiento hacia el rojo, los astrónomos pueden calcular la velocidad de ese alejamiento. La Ley de Hubble, que establece que la velocidad de alejamiento causada por la expansión del Universo es directamente proporcional a la distancia del objeto, indica que el quásar 3C 273 está a 1.500 millones de años luz de la Tierra.
Fizeau en 1848 extendió el efecto Doppler a las ondas luminosas; seis años antes Christian Doppler había descrito este efecto en relación a las ondas sonoras. Fizeau demostró, en 1850, que la propagación de la carga eléctrica no es instantánea, y fue uno de los primeros en comprobar la existencia del espectro infrarrojo. Por último, tuvo la idea de utilizar las longitudes de onda luminosas como patrón de longitud, tras los trabajos sobre la llama de sodio realizados en 1864.
El efecto Doppler también se encuentra en la
astronomía radar : La longitud de onda de la señal de retorno es distinta de la longitud de onda de la señal emitida porque el objeto estudiado se acerca o se aleja de la Tierra. Esta diferencia de longitud de onda se mide cuidadosamente porque, al aplicar el efecto Doppler, se puede utilizar para conocer la velocidad del objeto con respecto a la Tierra. Por esta razón, si el objeto está girando, las señales que provienen de sus distintas partes cambiarán de longitud de onda. La difusión de longitudes de onda en la señal de retorno es utilizada, por tanto, para medir la velocidad de rotación del objeto en relación con la Tierra. Si estas mediciones se realizan durante unos cuantos meses, la dirección del objeto respecto a la Tierra habrá cambiado, y se puede determinar la dirección en la que gira alrededor de su eje. Otro método de procesamiento de la señal, sobre todo a partir de datos de las sondas espaciales, permite construir mapas de la reflexibilidad de las ondas de radio de la Luna o de un planeta. Al seleccionar señales en zonas adecuadas y regiones de cambio de longitud de onda, se puede trazar un mapa de la superficie completa de un planeta .
y se tendrá
